2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)章末質(zhì)量檢測(cè)含解析滬科版

PAGE8-章末質(zhì)量檢測(cè)(十)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。1～4題為單項(xiàng)選擇題，5～8題為多項(xiàng)選擇題)1.(2024·青島模擬)如圖1所示為地磁場(chǎng)磁感線的示意圖。一架民航飛機(jī)在赤道上空勻速飛行，機(jī)翼保持水平，由于遇到強(qiáng)氣流作用使飛機(jī)豎直下墜，在地磁場(chǎng)的作用下，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ1，右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ2，忽視磁偏角的影響，則()圖1A.若飛機(jī)從西往東飛，φ2比φ1高B.若飛機(jī)從東往西飛，φ2比φ1高C.若飛機(jī)從南往北飛，φ2比φ1高D.若飛機(jī)從北往南飛，φ2比φ1高解析由于地磁場(chǎng)的方向是由南到北的，若飛機(jī)從西往東飛或者從東往西飛，豎直下墜，機(jī)翼方向與地磁場(chǎng)方向平行，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以機(jī)翼兩端不存在電勢(shì)差，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若飛機(jī)從南往北飛，豎直下墜，機(jī)翼方向與地磁場(chǎng)方向垂直，由右手定則可判定，飛機(jī)的右方機(jī)翼末端的電勢(shì)比左方機(jī)翼末端的電勢(shì)高，即φ2比φ1高，同理可知，若飛機(jī)從北往南飛，φ2比φ1低，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案C2.如圖2所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的勻稱變更的磁場(chǎng)B中。兩板間放一臺(tái)小型壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球。K沒有閉合時(shí)傳感器有示數(shù)，K閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，重力加速度為g。則線圈中磁場(chǎng)B的變更狀況和磁通量的變更率分別是()圖2A.正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2q) B.正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2nq)C.正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2q) D.正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2nq)解析依據(jù)K閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，推出帶正電小球受向上的電?chǎng)力，即上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從上極板經(jīng)線圈流向下極板，依據(jù)安培定則知感應(yīng)磁場(chǎng)的方向向下，與原磁場(chǎng)方向相反，又由楞次定律得線圈中磁場(chǎng)正在增加；對(duì)小球受力分析得qeq\f(E,d)＝eq\f(mg,2)，其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，代入得eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,2nq)，故B正確。答案B3.(2024·海淀區(qū)月考)如圖3所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好。t＝0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2。q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖象正確的是()圖3解析當(dāng)開關(guān)S由1擲到2時(shí)，電容器起先放電，此時(shí)電流最大，棒受到的安培力最大，加速度最大，此后棒起先運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，棒相當(dāng)于電源，利用右手定則可推斷棒上端為正極，下端為負(fù)極，與電容器的極性相同，隨著速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，電路中的電流漸漸減小，當(dāng)電容器極板電壓與棒兩端電勢(shì)差相等時(shí)，電容器不再放電，電路中電流等于零，棒做勻速運(yùn)動(dòng)，加速度減為零，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確；因電容器最終兩極板間有穩(wěn)定電壓，q＝CU不等于零，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。答案D4.如圖4所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于正方形導(dǎo)線框平面，且邊界恰與線框重合，導(dǎo)線框各邊電阻均為r，現(xiàn)欲從磁場(chǎng)以相同速率勻速拉出線框，使線框邊ab間電勢(shì)差最大，則應(yīng)沿何方向拉出()圖4A.沿甲方向拉出B.沿乙方向拉出C.沿丙方向拉出D.沿丁方向拉出解析設(shè)正方形線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則線框拉出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv；線框按甲方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd相當(dāng)于電源，ab間電勢(shì)差是外電壓的eq\f(1,3)，即U甲＝eq\f(1,4)E；線框按乙方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，ad相當(dāng)于電源，ab間電勢(shì)差是外電壓的eq\f(1,3)，即U乙＝eq\f(1,4)E；線框按丙方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab相當(dāng)于電源，ab間電勢(shì)差是外電壓，即U丙＝eq\f(3,4)E；線框按丁方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，bc相當(dāng)于電源，ab間電勢(shì)差是外電壓的eq\f(1,3)，即U?。絜q\f(1,4)E，選項(xiàng)C正確。答案C5.(2024·威海第一中學(xué)質(zhì)檢)如圖5甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線圈，在金屬線圈的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，邊界的寬度為s，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直?，F(xiàn)讓金屬線框由距MN某一高度處從靜止起先下落，圖乙是金屬線框由起先下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的v－t圖象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金屬線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L＜s)、質(zhì)量為m，電阻為R，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量。(下落過程中bc邊始終水平)依據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是()圖5A.t2是線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，t4是線框全部離開磁場(chǎng)瞬間B.從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起始終到ad邊離開磁場(chǎng)為止，感應(yīng)電流所做的功為mgsC.v1的大小可能為eq\f(mgR,B2L2)D.線框穿出磁場(chǎng)過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多解析0～t1時(shí)間內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng)，可知從t1時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)，起先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)刻后又做勻加速運(yùn)動(dòng)，且與自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度相同，可知線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)，即t2是線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，t3時(shí)刻起先做變減速運(yùn)動(dòng)，t4時(shí)刻又做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，可知t4是線框全部離開磁場(chǎng)瞬間，選項(xiàng)A正確；從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)(t1時(shí)刻)起，到bc邊穿出磁場(chǎng)(t3時(shí)刻)止，設(shè)線框克服安培力做的功為W0，依據(jù)動(dòng)能定理，得mgs－W0＝0，則W0＝mgs，由圖乙知，線框穿出磁場(chǎng)的過程中和線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中克服安培力做的功相等，所以從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起始終到ad邊離開磁場(chǎng)，克服安培力做功WA＝2W0＝2mgs，即感應(yīng)電流所做的功為2mgs，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬間，可能重力和安培力平衡，有mg＝eq\f(B2L2v1,R)，解得v1＝eq\f(mgR,B2L2)，選項(xiàng)C正確；依據(jù)q＝eq\f(ΔΦ,R)知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)的過程中，磁通量的變更量相同，則流經(jīng)線框橫截面的電荷量相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC6.目前無(wú)線電力傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟，如圖6所示為一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無(wú)線傳輸電力，兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置。利用這一原理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)進(jìn)行無(wú)線充電。下列說法正確的是()圖6A.只要在A線圈中輸入電流，B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B.若在A線圈中輸入變更的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.A中電流越大，B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D.A中電流變更越快，B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大解析依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，只有A線圈中輸入變更的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若A線圈中輸入恒定電流，B線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，A線圈中電流變更越快，B線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。答案BD7.(2024·杭州聯(lián)考)如圖7所示，A為多匝線圈，與開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連后接入M、N間的溝通電源，B為一接有小燈泡的閉合多匝線圈，下列關(guān)于小燈泡發(fā)光的說法正確的是()圖7A.閉合開關(guān)后小燈泡可能發(fā)光B.若閉合開關(guān)后小燈泡發(fā)光，則再將B線圈靠近A，則小燈泡更亮C.閉合開關(guān)瞬間，小燈泡才能發(fā)光D.若閉合開關(guān)后小燈泡不發(fā)光，將滑動(dòng)變阻器滑片左移后，小燈泡可能會(huì)發(fā)光解析閉合開關(guān)后，A產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，B的磁通量變更，小燈泡通電后可能發(fā)光，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；閉合開關(guān)后再將B線圈靠近A，B的磁通量變更率增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更大，小燈泡更亮，選項(xiàng)B正確；閉合開關(guān)后小燈泡不發(fā)光，將滑動(dòng)變阻器滑片左移后，A中電流減小，B的磁通量變更率減小，小燈泡更不行能會(huì)發(fā)光，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AB8.如圖8所示，豎直懸掛的彈簧下端拴有導(dǎo)體棒ab，ab無(wú)限靠近豎直平行導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)、與導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒MN與平行導(dǎo)軌處于垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)MN以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab恰好靜止，彈簧無(wú)形變，現(xiàn)使v減半仍沿原方向勻速運(yùn)動(dòng)，ab起先沿導(dǎo)軌下滑，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，導(dǎo)軌寬均為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒ab、MN質(zhì)量相同、電阻均為R，其他電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，ab與豎直平行導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則()圖8A.MN中電流方向從M到NB.ab受到的安培力垂直紙面對(duì)外C.ab起先下滑直至速度首次達(dá)到峰值的過程中，克服摩擦力做功產(chǎn)生的熱量為eq\f(μ2B4L4v2,16kR2)D.ab速度首次達(dá)到峰值時(shí)，電路的電熱功率為eq\f(B2L2v2,4R)解析MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)右手定則知電流由N到M，故A錯(cuò)誤；電流由a到b，依據(jù)左手定則知ab所受安培力垂直紙面對(duì)外，故B正確；當(dāng)MN以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab恰好靜止，則電流I＝eq\f(BLv,2R)，ab受到的最大靜摩擦力fm＝μBIL＝eq\f(μB2L2v,2R)，依據(jù)平衡條件得eq\f(μB2L2v,2R)＝mg，當(dāng)v′＝eq\f(1,2)v時(shí)，fm′＝eq\f(1,2)·eq\f(μB2L2v,2R)，速度第一次達(dá)到最大時(shí)，加速度等于零，ab再次平衡，mg＝fm′＋kx，則ab下落的距離x＝eq\f(μB2L2v,4Rk)，克服摩擦力做功產(chǎn)生的熱量Q1＝fm′x＝eq\f(μ2B4L4v2,16kR2)，故C正確；ab速度首次達(dá)到峰值時(shí)，電路電流I1＝eq\f(BLv,4R)，電路的電熱功率為P＝2Ieq\o\al(2,1)R＝eq\f(B2L2v2,8R)，故D錯(cuò)誤。答案BC二、非選擇題(本題共3小題，共52分)9.(16分)圖9甲是探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的試驗(yàn)裝置。ab是一根導(dǎo)體桿，通過導(dǎo)線、開關(guān)連接在靈敏電流計(jì)的兩接線柱上。(1)本試驗(yàn)中，假如________，我們就認(rèn)為有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(2)閉合開關(guān)后，若導(dǎo)體桿不動(dòng)，磁鐵左右水平運(yùn)動(dòng)，電路________(選填“有”或“無(wú)”)感應(yīng)電流。(3)小李所在試驗(yàn)小組想進(jìn)一步探究“感應(yīng)電流的大小跟哪些因素有關(guān)”，小李猜想：“可能跟導(dǎo)體桿切割磁感線運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)?！闭?qǐng)你依據(jù)圖示的試驗(yàn)裝置，幫助小李設(shè)計(jì)試驗(yàn)來驗(yàn)證她的猜想，你設(shè)計(jì)的試驗(yàn)做法是：_______________________________________________________________。圖9(4)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn)中，電流表刻度盤上的零刻度線在正中間，當(dāng)電池的正極接電流表的右接線柱，電池的負(fù)極與電流表的左接線柱相碰時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。如圖乙所示電路，將線圈A放在線圈B中，在合上開關(guān)S的瞬間，電流表指針應(yīng)向________偏轉(zhuǎn)；保持開關(guān)閉合，將線圈A從線圈B中拔出時(shí)，電流表指針應(yīng)向________偏轉(zhuǎn)。解析(1)有微弱的電流通過靈敏電流計(jì)，其指針就會(huì)搖擺。(2)由圖可知，導(dǎo)體不動(dòng)，磁鐵左右水平運(yùn)動(dòng)，此時(shí)也相當(dāng)于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)本試驗(yàn)設(shè)計(jì)要應(yīng)用限制變量法。在其他條件不變的狀況下，只變更導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度，然后視察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)程度。(4)由“當(dāng)電池的正極接電流表的右接線柱，電池的負(fù)極與電流表的左接線柱相碰時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)”，可知線圈B中感應(yīng)電流為順時(shí)針方向時(shí)，電流表指針向右偏。將線圈A放在線圈B中，在合上開關(guān)S的瞬間，線圈B中的磁通量向上增大，依據(jù)楞次定律可知線圈B中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向；將原線圈A從副線圈B中拔出時(shí)，線圈B中的磁通量向上減小，依據(jù)楞次定律可知線圈B中的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向。答案(1)靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)(2)有(3)閉合開關(guān)，保持其他條件不變，只變更導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度，視察靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)程度(4)左右10.(16分)(2024·濟(jì)南模擬)如圖10甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示。(g取10m/s2)求：圖10(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。解析(1)由圖象知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場(chǎng)以v＝1.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv桿中的電流I＝eq\f(E,R＋r)桿所受安培力F＝BIL由平衡條件mg＝F代入相關(guān)數(shù)據(jù)，解之得B＝2T。(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s過程中電阻R中產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt＝0.075J。答案(1)2T(2)0.075J11.(20分)(2024·南開區(qū)五校聯(lián)考)如圖11甲所示，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有兩條平行的長(zhǎng)直導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，間距L＝0.2m，左端連接阻值R＝0.4Ω的電阻。質(zhì)量m＝0.1kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。從t＝0時(shí)刻起先，通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)棒施加一個(gè)水平向右的牽引力，使棒從靜止起先沿導(dǎo)軌方向做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。圖11(1)若電動(dòng)機(jī)保持恒定功率輸出，棒的v－t圖象如圖乙所示(其中OA是曲線，AB是直線)，已知0～10s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝30J，求：①導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)牽引力大??；②導(dǎo)體棒從靜止起先達(dá)到最大速度vm時(shí)的位移大??；(2)若電動(dòng)機(jī)保持恒定牽引力F＝0.3N，且將電阻換為C＝10F的電容器(耐壓值足夠大)，如圖丙所示，求：t